Устройство демонтажа резьбового сочленения
Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к железнодорожному транспорту и может быть использована для демонтажа законтренных полимером гаек, например, в буксах колесных пар. Техническая задача предлагаемой полезной модели заключается в обеспечении гарантиии ускорении демонтажа монолитно законтренного, например, полимером, резьбового сочленения. Технический результат состоит в повышении компактности устройства и удобства пользования им, и достигается тем, что силовая и скоростная гидравлическая и кинематическая системы, совмещены посредством обгонной муфты, электроконтактных манометров, электрогидрораспределителя, гидроцилиндра и быстроходного гидромотора, создающие смену двух усилий: дискретного для разрушения контрящего полимера и ускоренного вращательного, разъединяющего резьбовое сочленение.
Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к железнодорожному транспорту и может быть использована для демонтажа законтренных полимером гаек, например, в буксах колесных пар.
Известно устройство двухскоростного предельного резьбоверта, например, гайковерт (патент РФ 2154709, В25В 21/00). Гайковерт содержит корпус, размещенный в нем силовой привод с выходным валом, редуктор с быстроходной и тихоходной ступенями, муфту свободного хода со ступицей и обоймой и шпиндель из двух звеньев с рабочей головкой, выходные валы, соосно вставленные один в другой, при этом рабочая головка выполнена составной из головки внешнего и внутреннего звена шпинделя, при этом муфта свободного хода встроена в наружное звено шпинделя, связанное с тихоходной ступенью передач редуктора.
Наиболее близким по конструкции является «Стенд для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений (патент РФ 2369716, В23В 19/06)». Стенд имеет несколько приводов, управляемую муфту соединения валов, двухскоростной редуктор, пневмоцилиндры, захваты охватываемого и охватывающего элементов резьбового сочленения, поддерживающие тележки и раму, механизм продольного смещения, измеритель момента, пневмосистему с распределителем, тормоз, трансмиссии, органы управления.
Недостатком стенда является сложность приводов захватов охватываемого и охватывающего элементов резьбового сочленения.
Техническая задача предлагаемой полезной модели заключается в обеспечении гарантии и ускорении демонтажа монолитно законтренного, например, полимером, резьбового сочленения.
Технический результат состоит в повышении компактности устройства и удобства пользования им, и достигается тем, что гидравлические шаговая силовая и скоростная и кинематическая системы, совмещены посредством обгонной муфты, электроконтактных манометров, электрогидрораспределителя, гидроцилиндра и быстроходного гидромотора, создающие смену двух усилий: шагового (дискретного) для разрушения контрящего полимера и ускоренного вращательного, разъединяющего резьбовое сочленение.
На фиг.1 показана схема устройства демонтажа резьбового сочленения.
Устройство демонтажа элементов резьбового сочленения имеет корпус 1, к которому закреплен гидропривод, выполненный в виде быстроходного гидромотора 2 с редуктором 3, имеющим, по крайней мере, две (ведущую и ведомую) зацепленные между собой шестерни.
Ведомая шестерня редуктора 3 жестко закреплена на пустотелом шпинделе 4. Оба конца шпинделя 4 снабжены парами средств продольного смещения 5 (шлицевыми соединениями). На одном конце установлен профилированный держатель охватывающего (демонтируемой гайки) резьбового элемента 6, выполненный в виде обоймы. На другом его конце посредством второй пары средств продольного смещения 5 (шлицевого соединения) установлена ведомая полумуфта 7 обгонной муфты. Ведущая полумуфта 8 обгонной муфты установлена со свободным вращением на шпинделе 4 и снабжена кривошипом 9. К кривошипу 9 через шарнир присоединен шток гидроцилиндра 10. Гидроцилиндр 10 через другой шарнир закреплен к корпусу 1. Обгонная муфта выполнена, например, кулачковой (условно показана разомкнутой). Упорные плоскости кулачков обеих полумуфт 7 и 8 обращены, преимущественно, ортогонально направлению передачи от цилиндра 10 демонтирующего (раскручивающего) крутящего момента. Пружина 11 обгонной муфты установлена, например, соосно с пустотелым шпинделем 4 между ведомой полумуфтой 7 и корпусом 1. Корпус 1 имеет третью пару средств продольного смещения 5. С этой парой средств продольного смещения входит в свободное зацепление штанга 12 фиксатора, которая размещена в полости шпинделя 4. Другой конец штанги 12 размещен в полости обоймы держателя 6 и имеет четвертую пару средств продольного смещения. Он введен в свободное зацепление с центральным отверстием технологического адаптера 13. Концы шпинделя 4 и штанги 12 могут быть снабжены ограничителями, например, кольцевыми. Технологический адаптер 13, выполнен, например, в виде призмы с отверстием и прорезями (под винты крепления его к оси колесной пары). Прорези выполнены симметрично относительно среднего фасонного (шлицевого) отверстия (одного из упомянутых средств продольного смещения). Корпус 1 устанавливается относительно демонтируемого резьбового сочленения объекта, то есть, оси колесной пары, на аппарате центровки регулируемом по трем степеням свободы (конструкция его общеизвестна и на фигуре 1 условно не показана). Аппарат центровки имеет три группы направляющих, снабженных каретками со стопорами. Каретки выполнены в виде треугольных призм. На плоскости одного из катетов призмы выполнены направляющие, например, в виде прорези или выступа по форме ласточкина хвоста, и введены в подвижное взаимодействие со своими ответными клиновидными направляющими, а на плоскости другого катета закреплены неподвижно и ортогонально указанным направляющие другого направления. То есть, к каждой очередной каретке закреплены направляющие иного ортогонального направления перемещения. Например, возможна следующая компоновка. Горизонтальные направляющие закреплены к опоре, а к их подвижной каретке закреплены другие направляющие - вертикальные. К каретке вертикальных направляющих закреплены продольные направляющие, а их подвижная каретка закреплена к корпусу устройства. Следовательно, к двум перемещениям, например, поперечному и высотному, определяющих совместно вертикальную поперечную плоскость центровки, добавлена возможность третьего перемещения вдоль оси колесной пары. Поскольку каждая каретка имеет управляемый стопор относительно своих направляющих, то аппарат сохраняет заданные настройки после совмещения центров шпинделя и оси колесной пары.
Система двухскоростного управления устройства имеет реверсивный гидрораспределитель 14, например, в виде двух электрогидроклапанов или электоуправляемых золотников. Каждый электрогидроклапан (золотник) управляющим входом соединен с командным выходом одного из двух электроконтактных манометров 15 измерителя. Электроконтактные манометры 15 гидравлически обособленно соединены с разными полостями гидроцилиндра 10 и соответственно с выходами электрогидроклапанов (золотников) гидрораспределителя 14. Напорная магистраль гидронасоса (на фигуре условно не показан) соединена параллельно со входами быстроходного гидромотора 2 и обеих электрогидроклапанов (золотников) гидрораспределителя 14.
Устройство демонтажа элементов резьбового сочленения работает следующим образом.
Колесную пару перед демонтажем гайки с ее оси располагают в обычном положении, то есть, с горизонтальной осью. Относительно торца оси колесной пары на незначительном и удобным для работы расстоянии размещают или подвешивают корпус 1 предложенного устройства демонтажа элементов резьбового сочленения. Вместо предварительно удаленной штатной планки, механически контрящей гайку, двумя штатными винтами закрепляют технологический адаптер 13 фиксатора. Затем поворотом штанги 12 совмещают по углу соответствующую пару средств продольного смещения, то есть, шлицы на штанге 12 и на технологическом адаптере 13 фиксатора. При необходимости обеспечивают соосность осей колесной пары и фиксатора путем перемещения в трех направлениях кареток и направляющих аппарата центровки с последующим их стопорением. Продольная подача каретки аппарата центровки позволяет вдвинуть конец штанги 12 в шлицы адаптера 13, сохраняя зацепление другой пары средств продольного смещения, то есть штанги 12 и корпуса 1. Совмещение оси колесной пары и адаптера можно визуально проконтролировать, когда держатель 6 смещен в сторону редуктора 3. Таким образом, охватываемый элемент резьбового сочленения, то есть, ось колесной пары, надежно удерживается от проворачивания относительно неподвижного корпуса 1.
Убедившись в надежности фиксации оси колесной пары, обойму держателя 6 надвигают относительно шпинделя 4. на охватывающий (демонтируемый) резьбовой элемент (гайку). Держатель 6 сдвигают по очередной паре средств продольного смещения 5. На этом подготовительные операции демонтажа закончены.
Рабочая жидкость подается одновременно к быстроходному гидромотору 2 и гидроцилиндру 10. Каждый из них начинает функционировать независимо и давление в их рабочих полостях при неподвижно законтренной гайке повышается.
Гидромотор 2, кинематически соединенный через редуктор 3, шпиндель 4 и держатель 6, зачастую начать вращение не может, но некоторую долю усилия демонтажа создает. Его перепускной клапан, установленный на предел рабочего давления, рабочую жидкость направляет в сливную емкость (сливная магистраль условно не показана).
Конструктивно предусмотрено, что гидроцилиндр 10 через поршень, шток, кривошип 9 и фронтальные грани зубьев обгонной муфты создает дискретное шаговое усилие демонтажа значительно большее, чем гидромотор 2. В этих условиях начальный поворот гайки, законтренной затвердевшей пластмассой, выполняют гидроцилиндром 10. Шток гидроцилиндра 10 через шарнир и кривошип 9 создает значительное усилие на ведущей полумуфте 8, которая этот поворот передает через зубья ведомой полумуфте 7 и затем шпинделю 4 посредством пары средств продольного смещения 5, то есть, шлицев. Полумуфты всегда зацеплены между собой под действием постоянного усилия пружины 11 (на фиг.1 они для наглядности условно показаны разъединенными). Изменяя величину давления в гидроцилиндре 10, как правило, удается превысить прочность пластмассовой контровки в резьбовом сочленении и несколько сдвинуть гайку с постоянного места, соответственно величине хода штока.
После ослабления контровки под действием двух усилий гайка может начать медленно вращаться. Давление в рабочей полости гидроцилиндра 10 падает, но гидромотор 2, сохранивший свое рабочее усилие, восстанавливает свои обороты и ускоряет движение гайки по резьбе. Она, смещаясь в двух степенях свободы за счет шлицов шпинделя 4 и держателя 6 ускоренно снимается (свинчивается) с оси колесной пары. Усилие гидромотора 2 на гидроцилиндр 10 не влияет, так как ведомая полу муфта 7 обгоняет ведущую. При этом ведомая полумуфта 7 проскакивает по скошенным граням зубьев и возвратно-поступательно движется за счет средств продольного смещения 5 (шлицевого соединения), преодолевая усилие пружины 11. Таким образом, обгонная муфта не препятствует быстрому вращению шпинделя 4 с демонтируемой гайкой. В случае прочной контровки, гайка при разовом приложении совместных усилий может остаться неподвижной. Устройством предусмотрен режим многократного создания усилий. Перед повторным рабочим ходом поршень и шток гидроцилиндра 10 и кривошип 9, смещая ведущую полумуфту 8 обратно, возвращаются на исходную позицию. Возврат происходит автоматически. В конце рабочего хода давление в гидроцилиндре 10 возрастает, что вызывает замыкание контактной пары соответствующего порогового манометра 15 и от измерителя подается команда переключения на реверс гидрораспределителя 14. Давление переключения порогового манометра измерителя может быть отрегулировано по практическим данным.
Электрогидроклапан гидрораспределителя 14 по команде порогового манометра 15 подсоединяет штоковую полость гидроцилиндра 10 к напорной гидромагистрали. В конце хода давление в гидроцилиндре 10 возрастает и контактная пара другого порогового манометра совместно с другим электрогидроклапаном гидрораспределителя 14 обеспечивают после реверса повторный рабочий ход. Материал контровки под действием повторных усилий разрушается, но практически требуется несколько медленных, силовых ходов гидроцилиндра 10 для измельчения пластмассы. Трех-пяти повторных циклов воздействий на гайку обычно достаточно для полного разрушения контровки и гарантии демонтажа (откручивания). Снижение усилия демонтажа отражается пропорциональным уменьшением давления рабочего хода в гидроцилиндре 10. После принудительного ослабления усилия откручивания редуктор 3 гидромотора 2, как указывалось, создает гайке непрерывное вращение по резьбе и снятие, то есть, ускоренное разъединение сочленения. Настройки срабатывания перепускного клапана и контактных манометров автоматизируют демонтаж.
Компактность устройства и сокращение объема рабочего места достигнута концентрическим совмещением двух трансмиссий, то есть, фиксатора и шпинделя с обгонной муфтой, и сосредоточенным размещением шагового силового и быстроходного приводов.
1. Устройство демонтажа резьбового сочленения, содержащее закрепленные на корпусе цилиндр и привод, имеющий редуктор, и установленные соосно шпиндель с держателем охватывающего резьбового элемента, и фиксатор охватываемого резьбового элемента, и средство их продольного смещения, муфту, систему двухскоростного управления с пороговым измерителем, соединенные между собой, отличающееся тем, что оно снабжено аппаратом центровки по трем степеням свободы, средствами продольного смещения, выполненными в виде по крайней мере четырех пар шлицевых соединений, пружиной сжатия, установленной между корпусом и ведомой полумуфтой упомянутой муфты, выполненной обгонной, кривошипом, закрепленным к установленной на шпинделе со свободой вращения ведущей полумуфте и шарнирно соединенным со штоком упомянутого цилиндра, выполненного гидравлическим и закрепленного шарнирно к корпусу, ведомая шестерня редуктора закреплена на упомянутом шпинделе, на конце которого, противоположном профилированному держателю, установлена со свободой смещения ведомая полумуфта и в центральной полости его размещена штанга фиксатора, снабженного технологическим адаптером, при этом упомянутая система двухскоростного управления выполнена реверсивной, привод выполнен в виде быстроходного гидромотора, гидравлически соединенного с напорной магистралью системы двухскоростного управления.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измеритель системы двухскоростного управления выполнен в виде двух электроконтактных пороговых манометров, при этом пары шлицевых соединений размещены, в частности, по концам штанги между корпусом и между адаптером и по концам шпинделя между ведомой полумуфтой и между держателем.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что реверсивная система двухскоростного управления имеет гидрораспределитель, выполненный, например, в виде по крайней мере двух, параллельно соединенных с напорной магистралью управляемых электрогидроклапанов, подключенных электрически к управляющим выходам отдельных электроконтактных манометров и гидравлически обособленно соединенных с разными полостями гидроцилиндра и с соответственным электроконтактным манометром.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что технологический адаптер выполнен, например, в виде призмы, соответственной выемке на торце охватываемого резьбового элемента и имеющей симметричные относительно шлицевого отверстия прорези или отверстия под крепежные винты.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что профилированный держатель выполнен в виде обоймы, центральная выемка которого, например граненная, соответствует форме охватывающего элемента, а ступица выполнена со шлицевым отверстием, имеющим возможность смещения по шпинделю.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что аппарат центровки по трем степеням свободы имеет для каждой степени группу из двух направляющих и каретки со стопором, подвижно установленной на них, имеющие возможность смещения в каждой группе между собой и корпусом так, что к корпусу закреплены продольные направляющие или их каретка.
